Java中synchronized的底層原理和鎖升級(jí)過(guò)程是怎樣的？
Apr 19, 2025 pm 09:48 PM
深入Java synchronized：底層機(jī)制與鎖升級(jí)
synchronized是Java中用于線程同步的重要關(guān)鍵字，其底層實(shí)現(xiàn)和鎖升級(jí)機(jī)制對(duì)并發(fā)性能至關(guān)重要。本文將深入探討synchronized的運(yùn)作細(xì)節(jié)，并結(jié)合示例代碼分析鎖的升級(jí)過(guò)程。
以下示例代碼演示了不同鎖狀態(tài)的轉(zhuǎn)換：
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// Hotspot虛擬機(jī)啟動(dòng)后存在4秒延遲才啟用偏向鎖
Thread.sleep(5000);
Object obj = new Object();
System.out.println("初始狀態(tài) =====================" "\n" ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
new Thread(() -> {
synchronized (obj) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() "獲取鎖執(zhí)行中。。。\n"
ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
}
}, "線程A").start();
Thread.sleep(1000);
new Thread(() -> {
synchronized (obj) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() "獲取鎖執(zhí)行中。。。\n"
ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
}
}, "線程B").start();
// 睡眠5秒后
Thread.sleep(5000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
}
運(yùn)行此代碼，觀察輸出結(jié)果，即可看到鎖狀態(tài)從無(wú)鎖到偏向鎖、輕量級(jí)鎖，甚至重量級(jí)鎖的轉(zhuǎn)換過(guò)程（注意：高版本JVM已棄用偏向鎖）。
synchronized的鎖升級(jí)過(guò)程如下：
- 無(wú)鎖狀態(tài): 對(duì)象初始狀態(tài)，對(duì)象頭包含哈希碼、GC年齡等信息。
- 偏向鎖 (已在較新JVM版本中棄用): 只有一個(gè)線程訪問(wèn)同步塊時(shí)，JVM將鎖偏向該線程，對(duì)象頭記錄偏向線程ID，減少鎖獲取開(kāi)銷(xiāo)。
- 輕量級(jí)鎖: 當(dāng)?shù)诙€(gè)線程嘗試獲取鎖時(shí)，如果偏向鎖的線程不在同步塊中執(zhí)行，偏向鎖升級(jí)為輕量級(jí)鎖。輕量級(jí)鎖通過(guò)自旋嘗試獲取鎖，自旋次數(shù)有限，失敗則升級(jí)為重量級(jí)鎖。
- 重量級(jí)鎖: 線程掛起，操作系統(tǒng)調(diào)度，開(kāi)銷(xiāo)較大，適用于高競(jìng)爭(zhēng)場(chǎng)景。
示例代碼的輸出結(jié)果將展示鎖狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，例如從無(wú)鎖到輕量級(jí)鎖，再到可能出現(xiàn)的重量級(jí)鎖。 (由于偏向鎖被棄用，可能不會(huì)顯示偏向鎖狀態(tài))。 分析這些輸出結(jié)果，可以更深入地理解鎖升級(jí)的動(dòng)態(tài)過(guò)程。
總之，理解synchronized的底層機(jī)制和鎖升級(jí)過(guò)程，對(duì)掌握J(rèn)ava并發(fā)編程和性能優(yōu)化至關(guān)重要。 通過(guò)代碼實(shí)踐和結(jié)果分析，可以更有效地學(xué)習(xí)和應(yīng)用這些知識(shí)。
以上是Java中synchronized的底層原理和鎖升級(jí)過(guò)程是怎樣的？的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
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